Редукційне середовище моделювання ієрархічних структур

Ф.П. Брукс блискуче обґрунтував недієздатність екстесійних методів розробки СКІ. Об’ємне залучення нових працівників до проекту комплексної інформатизації дасть протилежний очікуваному результат. Необхідно занурити робітників в адекватне задачі середовище, що дозволить зробити іх працю більш продуктивною. В першу чергу за рахунок вивільнення кожного з них від задач, пов’язаних зі взаємодією між собою. Адже дана задача, як задача композиціонування окремих рішень підзадач в рішення основної задачі є найбільш важливою і разом з цим найбільш складною в проекті в цілому. Тому викрити логіку композиціонування та зробити її «загальним знаменником» організації ефективної співпраці окремих розробників – нагальна необхідність.

Розробка такого середовища моделювання вочевидь пов’язана з двома відносно окремими задачами:

• аналіз базових елементів системи та їх ієрархічних залежностей і побудова на його основі дерева підлеглостей елементів структури, що вивчається;

• збагачення базових елементів та відповідних їм залежностей підлеглості прагматико-обумовленими залежностями вищого рівня. Наприклад, залежності по задачах, функціональні, інформаційні залежності, т.і.

Що стосується першого, то тут розроблено достатню кількість методів, як задання ієрархічних структур в тій чи іншій формі, так і трансляції цих форм. Найпоширенішими є традиційні задавання ієрархій у вигляді відношень, зокрема в формі таблиць виду <№, Батько, Син> чи у вигляді деревовидних структур:

Рис.9

Особливість даного випадку полягає в тому, що з одного боку для задавання ієрархії теоретично цілком достатньо тільки відношення підлеглості. Адже з того, що для будь-яких двох вузлів 1 та 2 вираз <1,2> означає «2 підлеглий до 1» безпосередньо слідує, що 1 є «начальником» 2. З іншого ж боку, така неявна заданість факту начальствування вузла 1 суттєво збіднює розгляді. Адже статус начальствування вузла такий же багатий, як і стан підлеглості. Тим більше, що переважній кількості вузлів, очевидно, властиві обидва статуси. Змістовно кажучи, кожний елемент ієрархії занурено в інтеграційне середовище, яке може бути представлене наступним деревом:

…

Рис.10

Тут кольором виділено вузол, що є досліджуваним. Таке представлення, хоча і адекватне суті, загалом є обтяжливо узагальненим, а значить недостатньо багатим. Адже, якщо у структурного елемента є тільки один начальник, то кількість підлеглих теоретично необмежена нічим, крім скінченності цієї величини. Необхідно збагатити розгляди. Очевидно, це досягається переходом до більш уніфікованої ієрархії:

…

Рис.11. Рис.12.

Структура, представлена на рис.11 є більш багатою в розглядах ніж та, що представлена на рис.10. Але і вона ще досить обтяжлива. Адже за допомогою неї неадекватно представляти як корінь ієрархії, так і її листя. Таким чином, приходимо до наступного представлення:

Рис.13.

Змістовно кажучи, останнє зведення означає, що дослідження будь-якого з елементів ієрархії полягає в розгляді його по можливості як «начальника» та як «підлеглого». Причому, як в першому, так і в другому варіанті маємо справу з розглядом класичного варіанту системи взаємодії типу <пристрій, що управляє, пристрій, яким управляють> без зворотного зв’язку. Різниця розгляду тільки в тому, який з полюсів біополя визначає точку зору на нього.

Проведений аналіз дозволяє стверджувати, що функція збагачення структури, зображеної на рис.11 через змістовне збагачення біполей <начальник,підлеглий> та <підлеглий,начальник> представляє собою редукцію функції аналізу досліджуваної ієрархії . Тобто, .

Таким чином, збагативши логіку функції , очевидно специфікуємо необхідне нам середовище взаємодії розробників СКІ.

Перейдемо тепер до самої функції . Як і раніше, будемо дотримуватись тут в основному змістовних тлумачень.

В першому наближенні, функція як функція збагачення будь-якого, але фіксованого в кожний момент часу вузла дерева підлеглості представляє собою систему взаємозбагачень трьох основних характеристик вузла. Умовно позначимо їх як «завдання», «функція» та «інформація». Розглянемо процеси взаємозбагачень більш ґрунтовно.

Збагачення характеристики «завдання» через «функцію». Дане збагачення підтримується змістовною операцією «розпаралелювання». Сутність її полягає в тому, що характеристика «завдання» як носій найбільш загальних, не процедурних представлень про покладену на вузол задачу (тобто, «те, що треба зробити») збагачується сукупністю характеристик «функція» як конкретизацій, змістовно кажучи того, що треба зробити тим, як це робити. В першому наближенні, дане збагачення можна представити у вигляді наступної діаграми:

…

Рис.15

При цьому, ніяких додаткових конкретизацій, наприклад, типу взаємодії самих функцій і т.і. не здійснюється. Вважаємо, що порядок взаємодії визначається змістом самого завдання. В цьому проявляється взаємність збагачення в парі <завдання,функція>.

Збагачення характеристики «функція» через «завдання». Дане збагачення підтримується змістовною операцією «функціональна конкретизація». Однією з найважливіших загально значних властивостей будь-якої функції є можливість її застосування до аргументу. Причому природа застосувань є також досить складною. В першому наближенні, необхідно розрізняти безпосередні та опосередковані застосування. Зокрема, останні складають основу широко відомого -числення, що складає фундамент об’єктно-орієнтованого підходу. Не вдаючись до глибокого аналізу цих застосувань, обмежимось лише їх змістовними трактовками.

Змістовно процедура безпосереднього застосування засобу побудови об’єктів, зокрема функції, включає виконання наступних трьох дій: а) вибір об’єктів, на яких визначений цей засіб, з сукупності засобів побудови об’єктів (зокрема даних та функцій), б) побудова, взагалі кажучи неоднозначна, з обраних об’єктів нових об’єктів (зокрема функцій та відношень), і, нарешті, в) посилка збудованих об’єктів в унiверсум об’єктів.

Процедура опосередкованого застосування засобів побудови об’єктів виконує ці ж дії а)-в), але, на відміну від процедури безпосереднього застосування не безпосередньо, а опосередковано. Конкретно, воно опосередковане попереднім вибором самого засобу побудови об’єктів, залежно від того чи іншого конкретного кроку в покроковому використанні цієї процедури застосування.

Фактично, будь-яка функція, що характеризує поточний вузол дерева підлеглостей може бути або виконана безпосередньо на самому вузлі (безпосереднє застосування), або аплікована (передана) в якості завдання на один з підлеглих вузлів (опосередковане застосування). В першому випадку вся необхідна конкретизація функції виконується виключно на вузлі-володарі. В іншому випадку функція, передається як завдання до підлеглого вузла і проходить знову весь процес збагачення, починаючи з розпаралелювання. Зазначимо, що в даному випадку функція опосередковано збагачується характеристикою «завдання». Домовимось, функції, що застосовуються безпосередньо називати базовими функціями, а виконувані опосередковано – складними функціями. Тоді весь процес можна представити в першому наближенні, у вигляді наступної діаграми:

Рис.16

Інформаційне збагачення характеристик «функція» та «завдання». Дане збагачення теж є взаємним. З одного боку «інформація» змістовно збагачує безпосередньо базові функції та опосередковано складні функції та завдання. З іншого боку, функції не тільки отримують інформацію, але й збагачують інформаційне поле. З огляду на достатню прозорість цих процесів, ґрунтовно зупинятись на них немає потреби. Єдине, що необхідно зазначити, це те, що на відміну від складних функцій, інформаційне збагачення яких не є обов’язковим з огляду на не первинність самої функції, будь-яка базова функція повинна(!) бути повністю конкретизована на вузлі-володарі. Тобто, вона повинна бути збагачена щонайменше джерелами та витоками інформації. Адже подальших конкретизацій її вже не передбачається.

Зазначимо, що з змістовної точки зору процеси розпаралелювання та функціональної конкретизації (ФК) являють собою декомпозицію (у розумінні розкладу) задачі, що уточнюється складною функцією по контекстній умові у вигляді «завдання».

Таким чином, процес репродукції завдань і функцій, в загальному вигляді, можна представити так:

Рис.17

Виходячи із змістовних характеристик процесів взаємозбагачення характеристик тепер можна зробити деякі безпосередні їх збагачення у вигляді параметрів, що підтримують вищерозглянуті процеси.